基本电力技术

欧姆定律及其秘密[STATEMENT]

欧姆定律简介:

欧姆定律 这是了解电力基本原理的起点。 从这一观点出发,以实用的理论方法分析欧姆定律的陈述很重要。 凭借我们在该领域的经验,对该法律的分析使我们甚至可以实现该领域任何专业人士的梦想: 工作量少,执行效率高,因为有了正确的解释,我们可以检测和分析电气故障。 在整个本文中,我们将讨论其重要性,来源,应用程序的使用和秘密,以便更好地理解它。

¿谁发现了欧姆定律?

乔治·西蒙·欧姆 (巴伐利亚州埃尔兰根; 16年1789月6日至1854年1月XNUMX日,慕尼黑)是德国物理学家和数学家,为电学理论贡献了欧姆定律[XNUMX]。

欧姆因研究和解释电流强度,其电动势和电阻之间的关系而闻名,他在1827年制定了以他的名字命名的法律,其中指出: I = V / R。 电阻的单位为欧姆[1](见图1)。

乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm)和他的欧姆定律(citeia.com)

欧姆定律有什么规定?

La 欧姆定律 确定:通过电路的电流强度与电压或电压(电位差V)成正比,与它所呈现的电阻成反比(见图2)

了解这一点:

E =电位或电动势“旧学期”的差异(伏特“ V”)。

I =电流强度(安培“安培”)

R =电阻(欧姆“Ω”)

图2; 欧姆定律公式(https://citeia.com)

欧姆定律是做什么用的?

这是第一级的电气/电子专业学生会问自己的最有趣的问题之一,我们建议您在继续或推进其他主题之前先很好地理解它。 我们将逐步分析它:
电阻: 它与通过导体的电流相反。
电流: 电荷(电子)流过导体或材料。 电流是每单位时间的电荷量,其计量单位是安培(Amp)。
电位差: 它是一个物理量,可以量化两点之间的电势差。 也可以将其定义为电场施加在带电粒子上以使其在两个确定的位置之间移动的单位电荷功。 它的度量单位是伏特(V)。

锻炼1

应用 欧姆定律 在下面的电路(图3)中,根据欧姆定律,电阻R1 = 10Ω,电势差E1 = 12V,结果为:
我= E1 / R1
I = 12V / 10Ω
我= 1.2安培

基本电路

欧姆定律分析(示例1)

为了分析欧姆定律,我们将虚拟地移至KerepakupaiMerú或Angel Falls(Pemón原住民语言中的KerepakupaiMerú,意为“从最深处跳跃”),它是世界上最高的瀑布,全长979 m高度(不中断坠落807 m),起源于Auyantepuy。 它位于委内瑞拉玻利瓦尔的卡奈玛国家公园[2]。 (见图4)

天使跃迁与欧姆定律的比较

如果我们创造性地运用 欧姆定律,请进行以下假设:

  1. 级联高度为电位差。
  2. 在秋天的水障碍作为抵抗。
  3. 级联的水流量作为电流强度

练习2:

在一个虚拟的等价物中,例如,我们从图5估算出一个电路:

欧姆定律分析

其中E1 = 979V和R1 = 100Ω
我= E1 / R1
I = 979V / 100Ω
I = 9.79安培。

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欧姆定律分析(示例2)

现在,在这些虚拟化中,例如,如果我们移到另一个瀑布,例如:位于瓜拉尼的巴西和阿根廷交界处的伊瓜苏瀑布(IguazúFalls),伊瓜苏(Iguazú)的意思是“大水”,这是南部土著居民的名字。他们把美洲锥河送给了拉美最大的瀑布,这是世界奇观之一。 然而,在最近的夏天,他们的水流出现了问题[3]。 (见图6)

伊瓜苏瀑布与欧姆定律的虚拟比较

练习3:

我们假设此虚拟分析为E1 = 100V和R1 = 1000Ω(见图7)

我= E1 / R1  

I = 100V / 1000Ω

I = 0.1安培。

欧姆定律分析2

欧姆定律分析(示例3)

对于这个例子,我们的一些读者可能会问,如果对伊瓜苏瀑布的环境条件进行改善,将有什么分析(我们希望这样,因为记住自然界中的一切必须保持平衡)。
在虚拟分析中,我们假设理论上地面(对流的通过)的阻力是一个常数,E将是累积的上游电势差,因此我们将有更多的流或通过比较得出电流强度(I),例如:(见图8)

比较伊瓜苏瀑布和欧姆的位置

在看练习4之前,我们想邀请您进一步了解 焦耳定律及其实践和应用。

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练习4:

根据欧姆定律,如果我们增加电势差或将其电动势累积得更高,则保持电阻常数E1 = 700V和R1 = 1000Ω(见图9)。

我= E1 / R1  

I = 700V / 1000Ω

I = 0.7安培

我们观察到电路中的电流强度(Amp)增加。

电路

分析欧姆定律以了解其秘密

当您开始研究欧姆定律时,很多人都想知道,这样一个相对简单的定律怎么会有秘密呢? 实际上,如果我们在结尾处进行详细分析,就没有秘密了。 换句话说,例如,如果只能正确地损坏电缆或连接器,则不正确地分析法律可能会使我们拆卸电路(实际上甚至是工业级别的设备)。

我们将逐案分析:

情况1(断路):

断路分析

如果我们分析图10中的电路,根据欧姆定律,电源E1 = 10V,在这种情况下,电阻是一个绝缘体(空气),趋向于无穷大∞。

 对于我们所拥有的 

练习4:

I = E1 / R  

I = 10V /∞Ω

电流趋向于0 Amp的地方。

情况2(电路短路):

短路电路的分析

在这种情况下(图11),电源为E = 10V,但是电阻是理论上为0Ω的导体,因此在这种情况下,它的功率为 短路.

 

练习4:

I = E1 / R  

I = 10V / 0Ω

理论上,电流倾向于是无限(∞)Amp。 即使在我们的仿真软件中,使保护系统(保险丝)跳闸的原因也会触发警告和故障警报。 尽管实际上现代电池具有保护系统和限流器,但我们还是建议读者检查连接并避免短路(如果电池的保护系统出现故障,电池可能会爆炸“小心”)。

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情况3(连接或接线故障)

如果我们在电路中担心电源E1 = 10V,而R1 = 10Ω,则必须根据欧姆定律;

练习5:

我= E1 / R1  

I = 10V / 10Ω

I = 1安培

现在我们假设在电路中存在电线故障(内部断线或断线)或连接不良,例如图12。

断线故障电路

正如我们已经使用开路电阻器进行分析的那样,损坏或断裂的导体将具有类似的行为。 电流强度= 0 Amp。 但是,如果我问您A或B损坏了哪一部分(图13)? 以及他们将如何确定呢?

断线或断线电路分析

您的答案肯定是,让我们测量连续性并简单地检测出哪条电缆损坏(因此我们必须断开组件并关闭E1电源),但是对于此分析,我们将假设电源甚至不能关闭或断开任何接线,现在分析变得更有趣了吗?

一种选择是将电压表与电路并联放置,例如图14

使用欧姆定律进行故障电路分析

如果该电源正常工作,则电压表应在这种情况下将默认电压标记为10V。

用欧姆定律分析电路故障

如果将电压表与电阻R1并联,则通过以下方法分析电压为0V: 欧姆定律 我们有:

练习5:

VR1 = I x R1

当我= 0安培时

我们担心VR1 = 0 Amp x 10Ω= 0V

用欧姆定律分析接线故障

现在,如果将电压表与损坏的导线并联放置,我们将获得电源的电压,为什么?
由于I = 0 Amp,因此电阻R1(没有电流产生虚拟地球的阻力),因为我们已经分析了VR1 = 0V
因此,在损坏的电缆中(在这种情况下)我们具有电源电压
V(损坏的电线)= E1-VR1
V(损坏的电线)= 10 V-0 V = 10V

结论

欧姆定律 它是研究电路的最重要工具,是各级电气和电子职业研究的基础。 在这种情况下,本文专门介绍了分析时间,这对于理解和分析疑难解答的机密至关重要。

我们可以根据欧姆定律的分析得出结论:

电位差(V)越高,电阻(Ω)越低:电流强度(Amp)越大。

电位差(V)越低,电阻(Ω)越高:电流强度(Amp)越小。

我邀请您留下您的意见和疑问,我们一定会回答您的。 它还可以帮助您检测我们的文章中的电气故障 电气测量仪器(欧姆表,电压表,电流表)

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参考文献:[1] [2] [3]

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